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TPM-300型微机无扰动切换控制装置技术说明书合富共展机电科技有限公司二00四年六月目录前言...............................................1产品具有特点.......................................1切换控制功能简表...................................21．用途............................................32．主要功能........................................33．技术参数........................................34．硬件说明........................................65．切换原理........................................76．切换功能.......................................117．闭锁及报警功能.................................158．测量显示、事故记录、录波、打印、通信...........169．组屏与安装.....................................1810.附图..........................................19TPM-300型微机无扰动切换控制装置技术说明书1前言电压下降或完全断电已成为今日为提高供电质量必须解决的首要问题。电子控制系统和其它敏感设备中的供电电压不稳定会导致整个生产线的瘫痪和生产设备的损坏以及长时间的停电。TPM-300型微机无扰动切换控制装置为不间断供电提供了最佳的保证。采用该装置后，可避免母线电压（残压）与备用电源电压差压过大合闸而对设备造成冲击；尽量缩短断电时间，可采用快速切换，如失去快速切换的机会，则装置自动转换为同相判别或残压判别的慢速切换，如果在一设定的时间结束之前无法进行切换，可执行长延时切换，作为三种切换的总后备。通过快速自动切换到备用电源，TPM-300型保证了不间断的供电，并防止辅机的停机。另外，人工启动快切的功能可大大简化设备的操作。无扰动切换控制装置的任务是在供电线路断电的情况下，根据系统的状态以最快的速度把负荷切换到备用线路上，以保证负荷不断电连续运行。考虑到应用领域的多样性，TPM-300根据断路器的状态自动识别是运行于双馈线的方式或是双馈线加母联的方式，为实现不间断的供电，应至少有两个同步且互相独立的供电电源同时装有快速切换控制装置。特别适合两条线路具有同等地位的场合。当线路故障引起供电中断时，快速切换控制装置的自动投入可避免停电时间过长。即使一次简单的成功的切换，也可保证装置的持续工作，从而减少停电时间，节省了昂贵的重新启动的费用，即可补偿整个装置的投资。由此，可大大地提高了设备的可用性，降低成本，赢回投资。本产品具有以下特点：采用双CPU架构，主要完成模拟量及开关量测量、计算判断、出口动作等主要功能，以及完成液晶显示、键盘操作、通信、打印等功能，主从CPU进行数据交换。采用320×240点阵超大液晶显示屏，中文菜单，能实时显示主接线、开关状态、母线电压、分支电流、频率差、相位差等各种运行参数和状态。大容量存储芯片，可记录装置在切换过程中包括分支电压、电流波形等全部信息，可通过打印机输出，同时也可将数据下载到计算机中进行显示或打印分支电流、电压录波曲线，并作分析。装置提供正常人工切换、事故及非正常情况的切换功能；有快速切换、首次同相、残压切换功能和长延时切换；有并联、串联和同时切换功能。装置不仅可通过通信进行对时，而且具有硬件GPS对时功能。装置对两条馈线和母联分别提供三对起动后加速的接点。TPM-300型微机无扰动切换控制装置技术说明书2装置提供保护闭锁、故障闭锁、开位异常闭锁等多种闭锁功能。抗干扰能力强，采用先进的总线隔离技术，外部模入、开入、开出均与内部电路隔离，分板间采用背板式连接，省工、少错、抗干扰。灵活的通讯方式，配有RS485、RS-232通讯接口，可方便接入DCS系统或电气监控系统，实现远方操作和信息上送，同时也将数据下载到计算机中进行显示或打印电流电压录波曲线，并作分析。安全可靠，装置主要部件的自检，操作整定由密码锁管理，软硬件冗余，有很强的容错纠错能力。采用标准西门子机箱，大面板结构，整洁美观，背插式模块，调试维护方便。切换控制功能简表：足时合备在条件满半自动自动并联串联同时串联串联偷跳起动低压起动非正常切换自动自动事故切换正常切换人工切换动作过程切换方式起动方式同时人工起动，先合备用馈线，经整定延时后立即跳主馈线快速切换实现方式3、残压切换2、同期捕捉切换1、快速切换4、长延时切换人工起动，先合备用馈线，人工跳主馈线跳主馈线并确认，在条件满足时合备用馈线用馈线满足时合备后，在条件经整定延时先跳主馈线跳主馈线并确认，在条件满足时合备用馈线用馈线切换控制功能简表TPM-300型微机无扰动切换控制装置技术说明书31.用途TPM-300型微机无扰动切换控制装置，适用于连续工业生产过程的供电系统：化工厂、石化工业、煤炭、冶金、热电厂等或特大型发电厂的厂用电系统以及环保系统等领域。采用该快速切换控制装置的任务是在供电线路断电的情况下，根据系统的状态以最快的速度把负荷切换到备用线路上，避免在电源切换时造成运行中断或设备冲击损坏，简化切换操作并减少误操作，以保证负荷不断电连续运行。2.主要功能根据断路器的状态自动识别是运行于双馈线的方式或是双馈线加母联的方式正常情况下实现馈线一、母联开关、馈线二之间的人工切换故障情况下实现主馈线、备用馈线之间的快速、首次同相、残压和长延时切换。串联、并联、同时三种切换方式可供选择低电压、高低压侧联跳、开关偷跳、保护起动等其它开关量引起的事故切换事故切换时起动合闸对象分支后加速保护功能PT断线报警装置提供保护闭锁、故障闭锁、开位异常闭锁等多种闭锁功能事故记录、打印及完善的录波功能支持多种通讯方式和硬件GPS对时功能3.技术参数3.1.装置电源额定电压：DAC86~276V纹波系数：不大于5%3.2.额定交流输入交流电流：5A交流电压：100V或57.7V频率：50HzTPM-300型微机无扰动切换控制装置技术说明书43.3.功率消耗交流电流回路：当I=5A时，每相不大于0.3VA交流电压回路：当U=100V时，每相不大于0.3VA直流电源回路：当正常工作时，不大于20W，切换时，不大于30W。3.4.过载能力交流电流回路：2倍额定电流下装置可连续工作10倍额定电流下装置可连续运行10s40倍额定电流下装置可连续运行1s。交流电压回路：1.5倍额定电压下装置可连续工作3.5.测量精度电压电流：≤1%频率：≤0.02Hz相角：≤0.2延时：≤2ms3.6.接点输入输出容量跳合闸出口：DC220V5A信号：DC220V2A开入量输入：DC24V或DC110V或DC220V（定货时需说明）3.7.时钟精度装置不仅自身带时钟，还可通过通信进行对时，而且有GPS天文时钟硬件同步接口，与GPS进行精确对时，误差≤1ms。3.8.快速切换时间事故同时切换：＜10ms＋用户设定延时＋备用开关合闸时间事故串联切换：＜10ms＋工作开关跳开时间+备用开关合闸时间TPM-300型微机无扰动切换控制装置技术说明书53.9.绝缘性能绝缘电阻装置带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无关联的各电路之间开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下，各等级的回路电阻不小于100MΩ。介质强度在正常试验大气条件下，装置能承受频率50HZ，电压2000V历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程中，任一被试回路施加电压时，其余回路等电位互联接地。冲击电压各输入输出端子对地，交流回路与直流回路间，交流电流与交流电压间能承受标准雷电冲击波试验。3.10.抗干扰性能能承受GB/T14598.14-1998(idtIEC255-22-2)标准规定的严酷等级Ⅳ的静电放电试验。能承受GB/T14598.9-1995(idtIEC255-22-3)标准规定的严酷等级Ⅳ的辐射电磁场干扰试验。能承受GB/T14598.13-1998(idtIEC255-22-1)标准规定的严酷等级Ⅳ的1MHz脉冲群干扰试验。能承受GB/T14598.10-1996(idtIEC255-22-4)标准规定的严酷等级Ⅳ的快速瞬变干扰试验。3.11.工作环境条件环境温度：-30～+70℃相对湿度：5%～95%大气压力：80～110Kpa3.12.其他指标满足DL478-92《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》。3.13.外形尺寸标准西门子插箱：482.6（W）×177.8（H）×300（D）mm3.14.重量约15KGTPM-300型微机无扰动切换控制装置技术说明书64.硬件说明TPM-300型无扰动切换控制装置采用双CPU，分别完成测量、逻辑和切换等主要功能，以及完成显示、通信、打印等辅助功能，主从CPU间进行数据交换。主从CPU分工协调，既保证了切换可靠性和切换速度，又保证了配置的灵活性。同时采用了大容量的存储芯片以及可编程逻辑芯片，同时装置采用了整面板、整背板新型结构设计，交、直流分开，开关量输入和输出部分均采用光电隔离技术，提高了装置的整体可靠性和安全性。装置主要由CPU模件、电源模件、开关量模件、交流量模件、出口模件、信号模件、管理模件等组成。见示意图1。直流电源从CPU从从从CPU从从GPS从从从从从从从从从从从从从从从从232从从485从从从从从从从从从从从从交流模拟量开关量GPS从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从从图1硬件系统构成示意图4.1.CPU模件主要完成模拟量及开关量测量、计算判断，处理结果经光耦隔离输出。4.2.电源模件输出+5V，±15V和+24V电源，供装置内部使用。电源为交/直流两用大DAC86~276V。TPM-300型微机无扰动切换控制装置技术说明书74.3.开关量模件各种开关量信号（空接点）经继电器和光电两级隔离转换为小信号供CPU使用。4.4.交流量模件将从现场PT、CT来的电压、电流信号经过高精度电流输出型电压、电流互感器隔离、滤波转换为小信号供CPU使用。4.5.信号模件各种信号以继电器空接点方式输出，可接光字牌、DCS系统或其它设备。4.6.出口模件由CPU发出的出口跳合闸指令由逻辑组合并经光电隔离和中间继电器隔离放大后由干簧继电器空接点输出。4.7.管理模件包括显示模块、打印模块、通讯模块等，以实现各种模拟量、开关状态及操作信息、事件记录、事故记录的显示、打印、通讯。5.切换原理1HJD3PT母线I段3DL1DL馈线一母线II段4PT2HJD5DL1PT2PT4DL2DL馈线二母线电压同相切换时间相角快速切换残压切换母线电压相角图2供电一次系统简图图3母线残压特性示意图和可能的切换位置由图2所示的供电系统，双馈线的配置方式时：双馈线之一向母线供电，两断路器中一台合TPM-300型微机无扰动切换控制装置技术说明书8闸，另一台分闸，鉴于短路电流的原因，经常不允许两条线路同时合闸，两馈线解列运行，此时，母联开关为合位；或者双馈线加母联的配置方式时：鉴于冗余的原因，电力负荷被分配在两段母线中，母联断路器正常情况下处于分闸状态。在故障时为断电时间最短，快速切换是最优的切换方式。如果电网的状态不允许这种切换方式，则选择其它速度稍慢的切换方式。图3所示为一典型的母线电压衰减特性和可能的切换位置。5.1.快速切换在切换起动瞬间，如主馈线和备用馈线的参数在定值范围以内则可进行快速切换，即主馈线和备用馈线间的相角差、频差在定值范围之内。快速切换时间应小于0.2S，因而普遍采